## MATERIAL OPTIMIZATION IN THE DESIGN OF CHUCK HARD JAW TYPE ZS SIZE 160 FOR COST SAVINGS IN PURCHASING PARTS FOR INDUSTRIAL TURNING MACHINES
Oktavianus Ardhian Nugroho 1,* , Robertus Didit Ritanto 2
1 Diploma III Mesin Industri, Politeknik Industri ATMI, Kab.Bekasi, Jawa Barat,17520, Indonesia
2 PT. ATMI Mikael Fortuna, Cikarang Utara, Kab. Bekasi, Jawa Barat,17520, Indonesia
*E-mail: ardhianatmi@gmail.com
Diterima: 28-07-2022 Direvisi: 20-09-2023 Disetujui: 01-12-2023

## ABSTRAK
Pada mesin turning, bagian kritis bernama rahang cengkam atau hard jaw berfungsi sebagai pencengkam benda kerja  selama  proses  machining.  PT.  Atmi  Mikael  Fortuna  (PT.AMF)  sering  mengalami  kendala  dalam menggantinya  karena  harus  mengimpor hard  jaw tipe  ZS-160  yang  dihasilkan  oleh  RÖHM,  sebuah  produk Amerika. Proses penggantian ini memakan waktu lama dan memerlukan biaya tinggi. Tujuan penelitian ini adalah untuk secara mandiri merancang dan memproduksi hard jaw tipe ZS, dengan fokus pada pengurangan biaya dan waktu  penggantian.  Kolaborasi  antara  Politeknik  Industri  ATMI  dan  PT.AMF  melibatkan  perancangan, pembuatan, dan modifikasi hard jaw . Proses pemodelan menggunakan pemindai 3D dan Coordinate Measuring Machine (CMM)  menghasilkan  point  cloud,  yang  selanjutnya  dibersihkan  dari  noise  dan  diverifikasi menggunakan Software 3D SolidWorks. Mesin ARL 3460 digunakan untuk mengidentifikasi material yang paling sesuai, dengan hasil material Nr. 1.6582 (AISI 4340). Uji coba menunjukkan bahwa hard jaw yang dibuat dapat beroperasi secara optimal, dan pembuatan secara mandiri menghasilkan penghematan waktu dan biaya  sebesar 28% untuk PT.AMF.
Kata kunci: rahang cengkam; mesin turning; optimalisasi penggantian; pemindaian 3d; pengurangan biaya.

## ABSTRACT
In the realm of turning machines, a critical component known as the jaw chuck or hard jaw serves as the clamping mechanism  for  workpieces  during  machining  processes.  PT.  Atmi  Mikael  Fortuna  (PT.AMF)  frequently encounters challenges in replacing these hard jaws, as they rely on importing ZS-160 type hard jaws manufactured by RÖHM, an American product. This replacement process is time-consuming and incurs high costs. The objective of this study is to independently design and manufacture ZS-type hard jaws, with a specific emphasis on reducing costs and replacement time. The collaboration between Politeknik Industri ATMI and PT.AMF involves the design, fabrication, and modification of hard jaws. The modeling process utilizes 3D scanning and Coordinate Measuring Machine (CMM), generating a point cloud that is subsequently cleaned of noise and verified using 3D SolidWorks Software.  The  ARL  3460  machine  is  employed  to  identify  the  most  suitable  material,  resulting  in  material  Nr. 1.6582 (AISI 4340). Trial experiments demonstrate the optimal performance of the manufactured hard jaws, and the independent production yields a significant 28% reduction in time and costs for PT.AMF.
Keywords: hard jaw; turning machine; replacement optimization; 3d scanning; cost reduction.

## SINTEK JURNAL: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
ISSN: 2088-9038, e-ISSN: 2549-9645
Homepage: http://jurnal.umj.ac.id/index.php/sintek

## 1. PENDAHULUAN
Proses manufaktur memiliki banyak peran dalam perkembangan industri di Indonesia. Ada banyak proses manufaktur yang diketahui salah satunya  adalah  proses  pembubutan  atau  sering disebut proses turning. Proses ini berfokus pada pembuatan benda kerja (BK) berbentuk silinder [1]. Jenis permesinan menggunakan jenis mesin perkakas  turning  masih  menjadi  proses  yang paling banyak digunakan pada dunia manufaktur,  terutama  bagi  perusahaan  yang bergerak  di  bidang  Spesial  Purpose  Machine (SPM)  seperti  pada  PT.AMF.  Jadi  jika  ada kerusakan  pada  salah  satu  bagian  pada  mesin turning  akan  sangat  menghambat  proses selanjutnya  apalagi  jika  bagian  tersebut  sulit untuk  didapatkan.  Ada  beberapa  bagian  dalam mesin  turning [2], salah  satunya adalah  chuck. Chuck ini berfungsi sebagai alat pemegang BK untuk  proses  permesinan.  Pada  chuck  ini  ada sebuah  bagian  yang  sering  disebut hard  jaw . Bagian  ini  yang  langsung  bersinggungan dengan BK, dimana part ini berfungsi menahan BK  ketika  diputar  pada  waktu  pemakanan. Dalam  beberapa  kasus  part  ini  menggalami kerusakan  akibat  waktu  proses  produksi  yang tinggi.  Studi  yang  dilakukan  oleh  Fatri  Asa Muktika  [3]  di  PT  Mitra  Rekatama  Mandiri, kerusakan  pada  komponen  mesin  bubut  di Perusahaan ini membuat produksi menjadi tidak lancar. Pada  penelitiannya  dengan  didapatkan nilai  kerugian  terbesar  pada  reduced  speed losses  yaitu  dari  82.5%  menjadi  67.3%.  Dari studi  tersebut  didapat  bahwa  setiap  part  pada mesin  turning  sangat  penting,  dan hard  jaw merupakan  salah  satunya.  Studi  tentang hard jaw pernah  dilakukan  oleh  Nefli  [4].  Dalam penelitiannya  membahas  tentang  perancangan alat  bantu  untuk  menaikkan  gaya  cengkam. Dengan menaikkan kekakuan BK ketika proses turning  dapat  mengoptimalisasi  besar  ongkos produksi karena resiko BK terlepas menjadi NG ketika  proses  permesinan  berkurang  karena proses  pencekaman  diperkuat.  Dari  penelitian sebelumnya  belum  ada  yang  membahas optimalisasi desain dan material hard jaw , maka jika ada penelitian yang dilakukan dengan 2 hal tersebut  bisa  dianggap  sebagai  kontribusi  baru dalam  proses  perancangan  dan  pembuatan sebuah hard jaw .
Pada  penelitian  ini  Politeknik  Industri ATMI dengan PT.AMF berkerjasama membuat hard  jaw tipe  ZS  yang  proses  perancangan, pembuatan,  material,  serta  modifikasinya dilakukan  secara  mandiri.  Penggunaan  metode reverse  engineering (RE)  dilakukan  untuk mempermudah prosesnya. Metode perekayasaan  atau  sering  disebut  metode  RE menurut  Wibowo  [5],  Lippmann  B  [6] menjelaskan bahwa proses reverse engineering proses  meliputi  kegiatan  laboratorium  dan pengembangan yang terhubung dengan alat dan biaya.  Teknik  ini  banyak  digunakan  karena waktu proses lebih cepat dan biaya lebih efisien. Pada penelitian mereka juga menyatakan bahwa dengan  metode  ini  para  engineer  dapat meningkatkan  tingkat  produktivitas  pekerjaan dalam  pembuatan  komponen  sehingga  tingkat efisiensi dalam mendesain menjadi lebih tinggi serta menghasilkan produk 3D yang konsisten.
Beberapa hard jaw di PT.AMF bertipe ZS- 160,  jenis  ini  diproduksi  oleh  RÖHM  dan merupakan  produk  dari  Amerika.  Jika  terjadi kerusakan  proses  penggantian  yang  biasa dilakukan di PT.AMF adalah mengimport hard jaw secara  langsung  dari  Amerika.  Proses  ini ternyata  butuh  waktu  lama  dan  biaya  tinggi karena selama ini pemasok  tidak menyediakan suku  cadang  dan  pembayaran  tambahan  untuk pajak  import  membuat  harga  menjadi  tinggi. Pada  studi  sebelumnya  Taufiqur  menjelaskan tentang  waktu  interval  penggantian  dan perbaikan  komponen  [7].  Penentuan  interval waktu  yang  tepat  pada  waktu  penggantian  dan perbaikan komponen kritis perlu dipertimbangkan  utuk  menekan  biaya  yang hilang pada waktu menunggu proses pengantian perbaikan sebuah part pada mesin. Di PT.AMF sendiri  memiliki  puluhan hard  jaw yang terpasang  di  mesin  turning  yang  harus  diganti akibat produksi dan waktu pemakaiannya yang tinggi.  Jika  tetap  dipakai  menyebabkan  benda kerja  terlepas  ketika  proses  permesinan  dan mengakibatkan benda kerja menjadi Not Good (NG).  Jika  NG  maka  harus  dilakukan  proses yang sama lagi dan hal ini sangat tidak optimal. Oleh karena itu tujuan dari penelitian ini adalah membuat part hard jaw tipe ZS secara mandiri dengan  material  local  dan  diharapkan  dapat menekan biaya pembelian part yang mahal dan waktu  menunggu  part  yang  lama.  Selain  itu pembuatan hard jaw secara mandiri berpotensi
mengurangi ketergantungan pada impor komponen  dan  meningkatkan  efisiensi  serta ketahanan dalam industri manufaktur lokal.
Penelitian  ini  berfokus  pada  pentingnya optimisasi  material  pada  perancangan  chuck hard jaw tipe ZS ukuran 160 dilanjutkan dengan pembuatan hard  jaw dengan  material  yang sudah dipilih dari hasil simulasi. Pembuatan dan pemilihan material yang tepat dapat mempengaruhi performa dan umur pakai chuck hard jaw , sehingga meningkatkan efisiensi dan mengurangi  biaya  perawatan.    Selain  itu  pada perancangan chuck hard jaw , dapat mengurangi biaya pembelian part baru yang telah dilakukan secara  rutin.  Dalam  tulisan  ini  telah  berhasil merancang hard  jaw dengan  metode reverse engineering .  Peralatan  yang  dipakai  dalam penelitian  ini  menggunakan  pemindai  3D  dan CMM  [8].  Gambar  1  menunjukan  perangkat pemindai  yang  dipakai  dengan  merk 3D  laser scanner  by  Matter  and  Form .  Perangkat  ini memiliki akurasi dalam plus minus 0,1 mm dan karena  menggunakan  pemindaian  optik  maka kendisi  lingkungan  [9]  seperti  kondisi  terang, kondisi BK yang harus gelap sangat diperhatikan. Karena faktor tersebut
penggunaan mesin CMM juga dilakukan untuk melengkapi data dari scan 3D dan dipakai dalam proses  lanjutannya. Penggunaan  pemindai  3D dan  CMM  dalam  penelitian  ini  memberikan pendekatan  yang  lebih  modern  dan  canggih dalam mengumpulkan data-data dalam pembuatan  bentuk  3D  yang  nantinya  akan disimulasikan  menggunakan  software  Solid Work.  Jenis  material  dari  part hard  jaw asli tidak diketahui jenisnya maka Mesin ARL 3460 digunakan  untuk  mengetahui  properties  pada part asli. Hasilnya diketahui ada 4 material yang mendekati  properties  aslinya.  4  material  yang dipilih selain dari properties kimia juga dipilih berdasarkan  kemudahannya  untuk  didapatkan karena  sudah  banyak  dipasarkan  di  Indonesia. Model 3D beserta 4 jenis material yang dipilih disimulasikan menggunakan software 3D Solid Work. Dari hasil simulasi  didapat material Nr.
1.6582  (AISI  4340)  yang  paling  sesuai.
Selanjutnya  dilakukan  proses  permesinan  dan modifikasi pada bentuk hard jaw . Hasilnya uji coba hard  jaw yang  dibuat  mampu  beroperasi dengan  optimal  dan  dapat  mencengkam  benda kerja  secara  maksimal,  selain  itu  penghematan waktu dan biaya sebesar 25% didapatkan ketika
hard  jaw ini  dibuat  secara  mandiri.  Penelitian ini  penting  dalam  bidang  teknik  mesin  dan rekayasa  karena  proses  yang  sudah  dilakukan dapat  menjadi  salah  satu  contoh  bagi  para enginer untuk  mengenal  proses reverse engineering produk. Dengan menerapkan hasil dari penelitian di lingkungan industri manufaktur  terutama  di  PT.AMF  memberikan dampak langsung pada efisiensi operasional dan biaya.
Gambar 1 .  Alat 3D laser scanner - Matter & Form.

## 2. METODE PENELITIAN
Urutan  langkah  dalam  penelitian  ini  di jelaskan pada gambar 2.
Pada  gambar  2  menunjukkan  langkah untuk mendefinisikan metode yang dipakai dari proses  RE  meliputi  penentuan  bentuk  fisik, produk  digitalisasi,  shape  3D  sampai  dengan strength  analisis  telah  dilakukan.  Setelah metode  RE  dilanjutkan  dengan  pembuatan prototipe  sampai  dengan  optimalisasi  bentuk dari hard jaw yang dibuat.

## 2.1 Penentuan Spesifikasi Fisik Hard Jaw
Langkah mendefinisikan spesifikasi teknis dan dimensi dari chuck hard jaw tipe ZS dengan ukuran  160  difungsikan  untuk  mendapatkan verifikasi objek fisik dari hard jaw . Ukuran 160 ini  memiliki  spesifikasi  Ukuran  2,4"  atau  size 160, penjepit 3 Jaw, dengan kode tipe jaw K11- 160. Hard  jaw dimodifikasi  pada  ukuran dimensi,  toleransi,  dan  karakteristik  mekanis lainnya.  Dimensi  awal hard  jaw tipe  ini  dapat dilihat pada gambar 3, untuk dimensi ada pada tabel 1. Produk yang digunakan adalah hard jaw dengan jenis pencekaman cekam sepusat.
Gambar 3 . Dimensi hard jaw type ZS160
Tabel 1 . Ukuran hard jaw type 160 dalam mm
Siz e A B C D E
160  60 17 50 6 7

## 2.2 Produk  Digitalisasi  dengan  3D  Laser
Scanner  dan  Coordinate  Measuring Machine (CMM)
Sebelum  mendapatkan  mengsimulasikan hard  jaw yang  akan  dirancang  terlebih  dahulu adalah  mendapatkan  bentuk  3D  dari hard  jaw
asli. Penggunaan pemindai 3D dan CMM dalam penelitian  ini  memberikan  pendekatan  yang lebih modern dan canggih dalam mengumpulkan  data-data  dalam  pembuatan bentuk  3D  yang  nantinya  akan  disimulasikan menggunakan software SolidWorks. Kontribusi dari proses ini adalah mendapatkan data berupa point  cloud  seperti  pada  gambar  4  A.  Point cloud  sendiri  adalah  sekumpulan  data  point yang  terkumpul  pada  suatu  ruang.  Sebelum bentuk  rekonstruksi hard  jaw muncul,  point cloud  harus  dibersihkan  terlebih  dahulu  [16] dengan menggunakan perangkat lunak MFstudio  [10]  seperti  pada  gambar  4  B. Selanjutnya  automatic  shape  reconstruction terbentuk  dengan  bantuan  MFstudio  dari sebelumnya berupa point cloud menjadi surface objek seperti pada gambar 4 C.
Gambar 4 . Hasil 3D scanner dan MFstudio
Selanjutnya dari gambar 4 C terlihat bahwa hasil  tersebut  masih  belum  sempurna  karena permukaan  hasil  3D  dari  program  MFstudio tidak berkualitas baik seperti beberapa permukaan  pada hard  jaw hilang,  hal  ini disebabkan  terlalu  banyaknya  noise  dan ternyata sulit untuk membersihkan noise karena sulitnya  menemukan  right  point  dan  wrong point.  Noise  sendiri  muncul  karena  faktor surface  quality  of  object latar  cahaya  atau backlight  dari  objek  yang  terexpose  ketika proses  pemindaian.  Pada  proses  ini  sulit  untuk menemukan  parameter  yang  benar  dan ditambah keterbatasan akurasi pemindai. Karena  hal  tersebut  maka  digunakanlah perangkat  digitalisasi  kedua  menggunakan Coordinate  Measuring  Machine  (CMM)  oleh Brown & Sharpe, Global Performance 7107.
Gambar 5 . Mesin CMM yang dipakai Perangkat ini
dipakai untuk menyempurnakan  hasil  scan  dari  3D Matter  & Form.  Biasanya  mesin  CMM  ini  memiliki akurasi  pemindaian  sebesar  3,4  μm  [11]. Gambar 5 menunjukkan mesin CMM yang ada di POLIN ATMI. Pada proses pemindaian hard jaw diperlukan tiga kali perubahan posisi hard jaw / rahang luar, karena keterbatasan probe dan mesin. Gambar 6 menunjukkan Proses pemindaian menggunakan mesin CMM.
Gambar 6 . Proses Scan menggunakan CMM
Setelah semuanya selesai poin bentuk dari hasil rekosntruksi  sebelumnya  dibangun  menjadi bentuk file STL. Dari bentuk file STL tersebut nantinya  dihubungkan  dengan  software  3D modeling menggunakan program 3D modeling solidwork,  kemudian  akan  didapatkan  bentuk gambar modeling. Proses mendapatkan dimensi dengan kedua metode scan diatas berkontribusi dalam pembuatan bentuk part 3D hard jaw yang ditampilkan menggunakan software 3D.
2.3 Shape Reconstruction Pembuatan Model
3D
Proses Pemindai  laser 3D  Matter & Form dan  software  MFStudio  Quickscan  sebenarnya sudah cukup untuk mendapatkan bentuk 3D dari hard  jaw.  Mesh  yang  muncul  dari  proses  scan sudah bisa berbentuk file STL dan OBJ, tetapi
hasil  file  yang  dibaca  masih  terdapat  banyak kekurangan  seperti  pada  gambar  7,  beberapa bagian  bagian  hardjaw  hasil  scan  hilang.  Oleh karena  itu  dilakukanlah  proses  kedua  dengan menggunakan mesin CMM.
Gambar 7 . Rekonstruksi Hasil 3D Scan.
Hasil  pemindaian  menggunakan  mesin  CMM dilakukan untuk menyempurnakan hasil sebelumnya CMM  dianggap  memiliki  parameter  pengukuran kordinat  point  cloud  yang  lebih  tinggi.  Proses pemindaian  3D  dengan  mesin  CMM  dilakukan dengan  cara  scan poin pada beberapa posisi seperti ditunjukkan  pada  gambar  6,  pengukuran  yang didapat menunjukkan satu lapisan point cloud seperti pada  gambar  8.  Gambar  8  a  hasil  scan  bagian belakang, 8 b bagian samping, dan 8 c bagian atas. File  dari  pengukur  koordinat  CMM  berbentuk  file IGS. File tersebut dapat dibuka di semua perangkat lunak desain CAD 3D termasuk Solidworks. Dalam prosesnya  point  cloud  yang  didapat  pada  waktu pengukuran  dipastikan  adalah  dimensi  yang  sesuai dengan  model hard  jaw yang  di  scan  dengan  cara mencocokkan  ukuran  menggunakan  alat  ukur manual.  Selanjutnya  adalah  pemrosesan  dari  point cloud  ke  gambar  solid  3D,  point  cloud  dari  mesin CMM  tidak  dapat  menunjukkan  bentuk  permukaan hard  jaw,  tetapi  dari  poin  cloud  tersebut  dapat diketahui  ukurannya  sehingga  pemprosesan  bentuk dapat  langsung  dibuat  ke  model  solid  3D  pada gambar 8 d. Dari kedua metode Scan 3D dan CMM hasil yang dipakai adalah hasil pemodelan dari mesin CMM.
b) c) d)
Gambar 8 . Langkah poin cloud CMM sampai 3D model.

## 2.4 Material Properties Hard Jaw
Memilih  material  yang  tepat  untuk  chuck hard  jaw dilakukan  dalam  penelitian  ini. Metode  ini  bertujuan  untuk  menentukan material  yang  paling  sesuai  dengan  kebutuhan dan  tujuan  penelitian.  Beberapa  material  yang dipakai  dalam  modeling  juga  disesuaikan dengan harga, dan ketersediaannya di PT.AMF dan  pasar,  dan  data  material  yang  ada  pada software  simulasi  solid  work.  Menjadi  catatan bahwa  material  awal  dari hard  jaw yang  akan dimodifikasi sebelumnya tidak diketahui. Oleh karena  itu  dilakukan  pengujian  Spektrometer Emisi  Optik  menggunakan  mesin  ARL  3460 Optical  Emission  Spectrometer  [12]  perlu dilakukan.  Hasil  pengujian  dapat  dilihat  pada gambar 9, dari data pada gambar 9 didapatkan data unsur elemen paduan dan utama. Dari hasil pengujian  juga  tidak  diketahui  jenis  material pada  hard  jaw  asli,  oleh  sebab  itu  dipilih beberapa material yang paling mendekati unsur element paduannya seperti ASTM A570, St 60, AISI 1045, dan AISI 4340.
Gambar 9 . Hasil pengujian Spektrometer Emisi
Optik.

## 2.5 Analisis Kekuatan Model 3D
Langkah menganalisis model 3D
dilakukan untuk memastikan dimensi, geometri, dan  kekuatan  [13,  14]  dari  chuck hard  jaw .
Penggunaan  solid  work  untuk  proses  analisa seperti ini sudah pernah dilakukan sebelumnya [15] [16] [17] [18] dengan proses mendapatkan gaya  pencekaman  juga  dilakukan  dengan software.  Pemodelan  dimensi  yang  sudah dilakukan  sebelumnya  dilakukan  seperti  pada gambar  8  d,  dipakai  untuk  disimulasikan menggunakan  software  dengan  jenis  material sesuai  dengan  yang  sudah  direncanakan. Gambar  10  menunjukkan  salah  satu  langkah dalam  menganalisis kekuatan dan karakteristik
mekanis  dari  material  yang  dipakai  dengan software.  Proses  ini  mengsimulasi  struktural dan mengevaluasi respon dari material terhadap beban dan gaya yang dikenakan.
Gambar  10 .  Salah  satu  langkah  pengecekan kekuatan material menggunakan progam SolidWorks.
Gambar 11 menunjukkan nilai gaya pencekaman  maksimal  jaw  jenis  ZS  160  yaitu 15667  Newton.  Nilai  ini  didapatkan  dari  tabel spesifikasi hard jaw RÖHM GmbH [19]. Nilai ini nantinya dipakai dalam sebagai dasar beban yang diterima oleh hard jaw untuk menentukan jenis  material  yang  akan  dipakai  dalam pembuatan hard  jaw terbaru.  Proses  simulasi yang  dilakukan  bersifat  beban  statis.  Dengan catatan posisi pencekaman pada posisi 3 seperti yang ditunjukkan oleh gambar 11.

## 2.6 Pembuatan Prototipe
Berdasarkan  model  3D,  perancangan  dan modifikasi  pada hard  jaw perlu  dilakukan pengaturan  ulang  di  dimensi,  bentuk.  Karena diketahui  ternyata  proses  pembuatannya  harus disesuaikan dengan kemampuan permesinan di POLIN  ATMI  dan  PT  AMF.  Yang  pertama berdasarkan  dari  hasil  analisisa  model  bentuk sebelumnya.  proses  pembuatan  desain  juga dilakukan  seperti  pada  gambar  12,  pembuatan kontur  yang  ditandai  dengan  gambar  merah terbatas di masalah tool cutter yang ada di mesin CNC yang digunakan. Sehingga bentuk kontur pada hard  jaw dibuat  mengikuti  bentuk  cutter yang  tersedia  di  mesin  CNC.  Sehingga  untuk model  terbaru  disesuaikan  sesuai  dengan gambar  12  yang  ditandai  dengan  warna  hijau. Hal  kedua  yang  menjadi  pertimbangan  dalam proses  optimalisasi  desain  adalah  bentuk hard jaw . Menurut Amru [20] nilai pada hasil analisa setiap  bentuk  yang  didesain  pasti  akan mendapatkan  nilai  tegangan  maksimum  pada setiap  sisinya.  Dengan  bentuk  yang  baru  nilai yang  muncul  tidak  lebih  dari  nilai yield  point dari semua material yang disimulasikan.
Gambar 12 . Perbedaan desain bentuk sebelumnya dengan desain yang terbaru.

## 2.7 Pengujian Prototipe
Pembuatan prototipe chuck hard jaw yang telah direncanakan dan dimodifikasi dilakukan dengan  bantuan  mesin  CNC.  Setelah  prototipe jadi proses pengujian prototipe dilakukan untuk memverifikasi  [21]  kualitas,  ketahanan,  dan kinerja chuck hard jaw yang telah dimodifikasi. Pada  tahapan  ini  dilakukan  proses  pembuatan hard jaw. Pembuatan menggunakan mesin CNC 6  aksis  dan  mesin  gerinda  yang  terdapat  di POLIN ATMI. Proses permesinan seperti pada gambar  13  menunjukkan  salah  satu  proses pembuatan dan pengerjaan komponen hard jaw menggunakan mesin CNC YCM [22].
Gambar 13 . Proses pembuatan hardjaw di mesin CNC.
Pengujian  prototipe  dilakukan  di  POLIN ATMI, hard  jaw dipasang  pada  chuck  mesin turning YCM. Selama percobaan menggunakan gaya  cengkaman  maksimal,  pemakaian  hard jaw  untuk  produksi  tidak  mengalami  kendala dan  dapat  berjalan  secara  optimal.  Proses pembuatan  hard  jaw  baru  dihitung  juga  waktu efektifnya  untuk  mendapatkan  waktu  total pembuatannya. Hasil perhitungan yang didapat dipakai untuk menghitung biaya total pembuatannya.  Selanjutnya  pada  gambar  14 menunjukkan  bentuk  awal  dan  prototipe pembuatan hard  jaw terbaru.  Model  pada gambar 14 menggunakan material AISI 4340.
Gambar 14 . Perbandingan produk sebelum dan sesudah pembuatan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Analisis hasil pada desain hard jaw
Dari  hasil  pengujian  prototipe  dengan sofware seperti pada gambar 15 yang dilakukan didapatkan nilai keberhasilan perancangan dan modifikasi.
Gambar 15 . Salah Satu Simulasi Kekuatan Hard
Jaw.
Nilai yang didapatkan berupa perbandingan spesifikasi awal dengan prototipe terbaru. Proses mengidentifikasi yang dilakukan  dari  hasil  penggujian  dan  simulasi didapat  beberapa  hasil.  Yang  pertama  hasil perbandingan  ke  empat  jenis  material,  dari keempat material yang disimulasikan ditemukan  bahwa  dari  hasil  simulasi  jenis material  AISI  4340  memiliki  karakteristik mekanis  yang  paling  mendekati,  dan  memiliki ketahanan  akan  gaya  pencekaman  yang  paling tinggi.  Yang  kedua  dari  segi  propertis  kimia AISI  4340  juga  hampir  sama  dengan  material yang  terdapat  pada hard  jaw sebelumnya. Sehingga  sifat  kimia  seperti  ketahanan  panas dan ketahanan karat juga didapatkan pada jenis material ini.

## 3.2 Evaluasi Kinerja
Dimensi  dari hard  jaw yang  sudah  dibuat dapat  dilihat  pada  gambar  16.  Hasil  kinerja chuck hard  jaw yang  telah  dimodifikasi  sudah dilakukan.
Gambar 16 . Outside Jaw 160-3 Improved Technical Drawing.
Gambar 17 . Perbandingan Hasil Improvement Design Hard Jaw.
Bentuk  proses  optimalisasi  desain  yang dilakukan  pada  bentuknya  yang  bentuk  alur sebelumnya beradius 0.5 dirubah dengan bentuk radius  1.5  seperti  pada  gambar  17.  Hasilnya dengan  merubah  bentuk  alur  pembebas hard jaw yang dibuat berhasil di uji coba pada mesin turning.  Perubahan  ini  juga  dilakukan  pada permukaan  gripper.  Bentuk  alur  yang  dibuat ternyata dapat mempermudah proses pembuatan hard  jaw dan  tidak  menghilangkan fungsinya  sebagai  gripper  benda  kerja.  Hasil pengamatan dari beberapa perubahan didapatkan bahwa performa chuck dengan hard jaw yang  baru  pada  proses  turning  memiliki performa yang baik.

## 3.3 Hasil Analisis Material Hard Jaw
Hasil optimasi model dengan
menggunakan  material  AISI  4340  didapatkan bahwa  material  ini  memiliki  kekuatan  luluh tidak  jauh  dari  stres  maksimum  model sebelumnya. Selain itu dengan tingkat kekerasan 57 HRC ketika dikeraskan ketahanan akan  gesekan  dari hard  jaw yang  dibuat  juga meningkat  sehingga  meningkatkan  performa pada  waktu  permesinan.  Hasil  lainnya  dari performa  model  dengan  material  AISI  4340 mampu mencengkeram dengan gaya cengkram di  15.667  Newton  tanpa mengalami  kegagalan karena  bahan  AISI  4340  memiliki  kekuatan yield  strenght  yang  tidak  terlalu  jauh  dari tegangan yield strenght analisis model aslinya, hal  ini  membuktikan  bahwa  kualitas  dan performa hardjaw hasil rekayasa berhasil. Hasil tegangan  maksimum  baru  adalah  0,6442  x  10 9 N/m 2 dibandingkan  dengan  kekuatan  luluh material  yang  dipakai  1  x  10 9 N/m 2 dengan demikian  material  AISI  4340  yang  digunakan memenuhi  standart  kekuatan  yang  diperlukan untuk sebuah hard jaw tipe ZS. Selain dari segi performa,  pengambilan  data  waktu  proses pembuatan  model  juga  dilakukan  untuk mendapatkan  estimasi  biaya  produksi  dan material hardjaw terbaru. Tabel 2 menunjukkan besarnya  estimasi  biaya  pembuatan  part hard jaw .
Tabel 2 . Estimasi Biaya Pembuatan 1 Part Hard Jaw Keterangan Jumlah Harga (Rp) 1 Material AISI 4340 80 x 60 x 60 mm 45.000
2 Permesinan CNC Milling & Grinda 7 jam 21 menit 550.000 3 Biaya Pengiriman TOTAL 595.000 Biaya proses pembuatan rendah dibandingkan harga hard jaw 1 set (3 hard jaw ) tipe  160  dari  pemasok  asli  dengan  harga  yang belum  termasuk  pajak,  biaya  pengiriman  dan administrasi bea cukai hard jaw buatan RÖHM GmbH biasa  dihargai sekitar Rp  2.200.000,00. Beberapa  factor  yang  menyebabkan  hardjaw baru lebih murah karena menggunakan material local  yang  mudah  didapat,  selain  itu  proses machining  hardjaw  dilakukan  secara  mandiri sehingga  tidak  ada  tambahan  biaya  di pengirimannya.

## 4. KESIMPULAN
Dari  hasil  proses  penelitian  ini  telah berhasil  membuat hard  jaw secara  mandiri. Penggunaan  mesin  3D  scan  dan  CMM memberikan pendekatan yang lebih modern dan canggih  dalam  pembuatan  bentuk  model  3D hard  jaw .  Simulasi hard  jaw menggunakan software  3D  dengan  bahan  AISI  4340  dapat menahan  gaya  cengkam  maksimal  sebesar 15.667  Newton.  Temuan  lain  yaitu  perubahan pada  alur  pembebas,  yang  tujuan  awalnya adalah  mempermudah  proses  permesinan hard jaw ternyata juga dapat menghasilkan pengurangan nilai tegangan yang diterima hard jaw sebesar  64%.  Pembuatan  prototipe  juga dilakukan  untuk  mengetahui  kemampuan hard jaw yang  sudah  dibuat  ketika  diuji.  Material AISI 4340 pada hardjaw juga dikeraskan sampai dengan  nilai  kekerasan  57  HRC  dan  ternyata dapat  meningkatkan  performa  dari hard  jaw ketika bekerja. Pemilihan penggunaan material AISI 4340 yang banyak tersedia di pasaran lokal Indonesia sangat mempengaruhi
biaya
pembuatan hard jaw . Dilihat dari perbandingan harga hard  jaw asli  dengan  hasil  rekayasa didapatkan  bahwa  adanya  besar  penghematan biaya bila diproduksi secara lokal sebesar 28%.
Angka  ini  menurut  PT.  AMF  sudah  sangat membantu  dalam  proses  penghematan  karena dapat menggurangi waktu dan biaya kebutuhan pembelian part. Jika terjadi kerusakan PT. AMF bisa  langsung  membuat hard  jaw sendiri  dan langsung  memperbaikinya  secara  cepat  tanpa harus  menunggu  pemesanan  dan  part  datang,
sehingga  alur  proses  produksi  tidak  berhenti. Untuk studi berikutnya akan dilakukan analisis bentuk  dimensi  dari hard  jaw ,  karena  pada penelitian ini diketahui bahwa dengan mengubah  bentuk  ukuran  alur  pada hard  jaw ternyata dapat meningkatkan kekuatan cengkam dari hard  jaw .  Selain  itu  juga  perlu  dilakukan mencari  variasi  lain  dari  AISI  4340  karena dimungkinkan  ada  material  jenis  seperti  VCL dan  VCN  kedua  material  tersebut  merupakan jenis material yang sering dipakai di mold n dies keduanya  merupakan  baja  yang  memiliki kualitas  high  strenght,  tahan  panas,  dan  tahan gesek.  Dengan  modifikasi  kedua  material tersebut untuk material hard jaw mungkin bisa dijadikan bahan penelitian hard jaw selanjutnya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  B.  Siswanto  and  S.  Sunyoto,  "Pengaruh Kecepatan dan Kedalaman Potong Pada Proses
Pembubutan Konvensional Terhadap Kekasaran Permukaan Lubang," Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin, vol. 3, no. 2, pp. 82-86, 2018.
[2]  P. Sharma, G. Aher, T. Jaiswal, and S. Thorat, "Review Paper on Lathe Machine Components and It’s Application," 2022.
[3]  F.  A.  Muktika  and  W.  J.  J.  M.  Setiafindari, "Analisis  Overall  Equipment  Effectiveness dalam  Meminimalisasi  Six  Big  Losses  pada Mesin Bubut di PT Mitra Rekatama Mandiri," vol. 2, no. 01, 2023.
[4]  N.  Yusuf  and  A.  Kamil,  "Perancangan  Alat Bantu  Mesin  Bubut  untuk  Menaikkan  Gaya Cekam  (Studi  Kasus  untuk  Produk  Poolschif, Part  dari  Mikroskop  Elektron),"  Rang  Teknik Journal, vol. 2, no. 1, 2019.
[5]  D.  B.  J.  T.  Wibowo,  "Memahami  Reverse Engineering Melalui Pembongkaran Produk Di Program  S-1  Teknik  Mesin,"  vol.  4,  no.  1, 2006.
[6]  B.  Lippmann  et  al.,  "Verification  of  physical designs using an integrated reverse engineering flow  for  nanoscale  technologies,"  Integration, vol. 71, pp. 11-29, 2020.
[7]  T.  Rachman,  D.  N.  Watunglawar,  M.  D. Amperajaya,  S.  R.  Adnan,  and  I.  K.  J.  J.  M. Sriwana, "Penentuan Interval Waktu Penggantian  dan  Perbaikan  Komponen  Kritis Mesin Bubut Type SS-850 di PT. Hamdan Jaya Makmur  Dengan  Metode  Age  Replacement," vol. 23, no. 01, pp. 52-61, 2022.
[8]  M. M. P. A. Vermeulen, P. Rosielle, and P. J. C. A. Schellekens, "Design of a high-precision
3D-coordinate  measuring  machine,"  Cirp Annals, vol. 47, no. 1, pp. 447-450, 1998.
[9]  M. Edl, M. Mizerák, and J. J. A. s. Trojan, "3D laser scanners: History and applications," Acta Simulatio, vol. 4, no. 4, pp. 1-5, 2018.
[10]  D.  Palka,  M. Sobota,  and  P.  J.  M.  A.  o. P.  E. Buchwald, "3D Object Digitization Devices in Manufacturing  Engineering  Applications  and Services," Multidisciplinary Aspects of Production Engineering, vol. 3, no. 1, pp. 450- 463, 2020.
[11]  F. Syaifuddin and B. W. Febriantoko, "Metode Pengukuran  Manual  dan  CMM  pada  Proses Reverse Engineering Komponen Pompa Rotary Sentrifugal," Universitas Muhammadiyah Surakarta, 2019. (Doctoral dissertation).
[12]  I.  Azmy,  D.  Masruri,  R.  Rahardyanto,  and  S. Suyitno,  "Pengaruh  Proses  Pack  Carburizing Baja  AISI  4340  Terhadap  Peningkatan Kekerasan  dan  Ketahanan  Aus,"  Jurnal Rekayasa  Material,  Manufaktur  dan  Energi, vol. 5, no. 2, pp. 102-107, 2022.
[13]  O. A. Nugroho, A. R. K. Widhi, and S. J. J. P. K.  S.  Kumbarasari,  "Rancang  Bangun  Alat Panen Portabel Sawit Bermotor Menggunakan Flexible Shaft," vol. 30, no. 2, pp. 83-94, 2022.
[14]  O.  A.  Nugroho  and  Y.  A.  Apatya,  "Rancang Bangun  Desain  dan  Evaluasi  Robot  Cleaner Solar Photovoltaics Menggunakan Komunikasi Nirkabel Berbasis Komunikasi Radio Frekuensi: Robot Cleaner Solar Photovoltaics,"
Jurnal Elektro dan Mesin Terapan, vol. 9, no. 1,
2023.
[15]  H.  G.  Astrianto,  O.  A.  Nugroho,  and  A.  K. Yanti,  "Perancangan  Dan  Simulasi  Rangka Dudukan  Solar  Panel  Guna  Menahan  Mesin Robot  Solar  Cleaner  Dengan  Bobot  Total  64 Kg," Jurnal Inkofar, vol. 6, no. 2, 2022.
[16]  F.  Restu,  R.  Hakim,  and  F.  S.  J.  J.  I.  Anwar, "Analisa  Kekuatan  Material  ASTM  A36 Pada Konstruksi  Ragum  Terhadap  Variasi  Gaya Cekam Dengan Menggunakan Software SolidWorks 2013," vol. 9, no. 2, pp. 113-118,
2017.
[17]  P. Kurowski, "Engineering 2014 SDC Analysis with SolidWorks Simulation," 2014.
[18]  I. V. D. S. Lima, J. V. Tuapetel, and A. Z. J. S. J.  J.  I.  T.  M.  Rahman,  "Perancangan  Dan Analisis  Kekuatan  Statis  Pada  Fixed-Portable Hydraulic  Scissor  Car  Lift  Platform  Dengan Kapasitas  2  Ton,"  vol.  16,  no.  2,  pp.  92-103,
2022.
[19]  N. Legkiy, "Reducing the effect of centrifugal forces on the clamping force in the new design of a three-jaw lathe chuck," in IOP Conference
Series:  Materials  Science  and  Engineering , 2020,  vol.  971,  no.  2,  p.  022076:  IOP Publishing.
[20]  L.  Amru,  "Analisis  Kekuatan  Bending  Baja Karbon  Rendah  Dengan  Metode  Elemen Hingga  Menggunakan  Software  Solidwork," UMSU, 2021.
[21]  M. A. Khaidir, F. Fadelan, and R. J. S. J. J. I. T. M. Arifin, "A Comparative Study Of Strength And  Hardness  Of  Two  Motorcycle  Spoke Wheels," vol. 16, no. 1, pp. 14-17, 2022.
[22]  W.  Lestari et  al. ,  "Manufacturing  Acetabular Liner  UHMWPE  using  CNC  Milling,"  vol.  1, no. 2, pp. 12-16, 2021.